研究:遥远的星系和暗物质的真实本质

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【新唐人北京时间2022年02月26日讯】一份新研究发现,70亿光年之外几百个星系内暗物质环的密度比银河系附近星系内暗物质环的密度大。研究推测这说明暗物质与普通物质会发生某种作用,而这与现在标准宇宙模型提出的说法不一致。

标准宇宙模型是现在被多数科学家认可的解释宇宙的理论框架。暗物质是在这个框架下宇宙中必需存在一种重要物质,占宇宙物质总量的大约84%。虽然进行了大量的探测实验,科学家至今还没能探测到暗物质具体由怎样的粒子组成,但是这个理论仍然被最多人所接受。

科学家以前所探查的多数是在银河系附近的一些螺旋星系内暗物质的分布情况,发现基本上所有的螺旋星系都被暗物质包围着。暗物质都是从这些星系的中心发出,以相同的密度覆盖至星系周围一定的半径范围。而且,所有星系内暗物质的分布密度是一样的,是一个常量。

科学家从宇宙内各个星系、物质所受的引力中推测暗物质的存在,以及它所占物质总量的比例。标准理论模型认为,除了引力之外,暗物质不与普通物质发生任何互动。普通物质指的就是现在科学家能探测到的各种物质的总称。

这份新研究观测了距离地球70亿光年之外300多个星系内的暗物质分布情况。也就是说,现在科学家看到的情形是这些星系和它们那里的暗物质在距今70亿年前的景象,这些信息现在才能抵达地球被科学家接收到。

结果显示,这些星系内也有暗物质,那里的暗物质也是从星系的中心扩展向四周分布,覆盖至一定的半径范围。但是,那里的暗物质更紧凑一些,换句话说,那时候暗物质的分布密度比银河系附近星系内的暗物质分布的密度要大一些。

这份研究由此推测,这可能是暗物质与普通物质相互作用后的结果,从而改变了暗物质环的密度。而标准宇宙模型认为暗物质与普通物质不会发生除了引力之外的互动,也对此无法做出解释。

主要研究者意大利国际高等研究院(Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati,缩写为SISSA)的高里·夏尔马(Gauri Sharma)说,这项发现提出了一个有意思的问题,是探索暗物质特性的一个新线索。

另外,这对“λ冷暗物质模型”(ΛCDM,宇宙标准模型理论内的重要一部分)、热暗物质(Warm Dark Matter)、自作用暗物质(Self-Interacting Dark Matter)、超轻暗物质(Ultra Light Dark Matte)等各种描述暗物质的理论框架提出了挑战。

夏尔马说:“这些模型必须能够解释这些星系暗物质环随着时间推移的演化规律。这些遥远的星系为了解暗物质的真面目打开了新的窗口。”

这份研究1月11日发表于《天文学和天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊。

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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